Физики MIT продвинулись в получении реальной термоядерной энергии

Ядерный синтез открывает заманчивую перспективу устойчивого источника энергии, который никогда не может быть исчерпан — и ученые Массачусетского технологического института (MIT) объявили о том, что они называют «переломным моментом» в обеспечении жизнеспособности технологии.

Синтез происходит, когда два или более атомных ядра сливаются вместе, чтобы создать более крупные элементы, высвобождая огромное количество энергии по пути — это то, что приводит в действие такие звезды, как наше собственное Солнце. Однако заставить его работать на Земле в системе, которая не потребляет больше энергии, чем производит, пока не удалось.

Раньше сверхпроводящие магниты считались одним из способов создания сверхвысоких температур, необходимых для ядерного синтеза, а теперь исследователи создали самый мощный из них: на самом деле это впервые, когда такой магнит способен генерировать устойчивую энергию. Магнитное поле достаточно сильное, чтобы произошел синтез.

«Термоядерный синтез во многих смыслах является наиболее чистым источником энергии», — говорит геофизик Мария Зубер из Массачусетского технологического института. «Количество доступной мощности действительно меняет правила игры».

Состоящий из 16 пластин, сложенных вместе и высотой около 3 метров, новый магнит использует сверхпроводящий материал под названием ReBCO. За время запуска около двух недель он смог достичь рекордной напряженности магнитного поля в 20 тесла, чего, по словам команды, достаточно, чтобы осуществить ядерный синтез.

Теперь, когда его возможности доказаны, ученые Массачусетского технологического института и сотрудники из стартапа Commonwealth Fusion Systems (CFS) могут начать выяснять, как установить устройство в термоядерный реактор. Будет использоваться круглая конструкция токамака, в которой захваченная плазма может быть нагрета до температуры 100 миллионов градусов Цельсия или более, вызывая термоядерные реакции.

Исследовательская группа утверждает, что с помощью разработанного ими компактного модульного магнита можно получить аналогичные характеристики в реакторах, которые в 40 раз меньше по объему, чем требовалось бы раньше, при использовании обычных магнитов.

Масштабирование технологии имеет решающее значение для того, чтобы сделать производство термоядерной энергии практичным и рентабельным, чтобы его можно было интегрировать в электрическую сеть.

Топливом, используемым для питания реактора, будут изотопы водорода в воде, а поскольку в нашем распоряжении почти неограниченный запас воды, эти реакторы могут работать бесконечно. Более того, они производят очень мало отходов.

Все вовлеченные стороны согласны с тем, что предстоит еще много работы и еще много препятствий, которые нужно преодолеть, но получение магнита с необходимыми возможностями было одной из самых больших проблем, с которыми столкнулась команда — и теперь эта задача решена. Теперь можно ускорить прогресс в других частях проекта.

Команда MIT и CFS надеется запустить испытательный завод к 2025 году.